Nghiên cứu xác định siloxanes mạch hở từ bụi trong nhà tại một số tỉnh thành phía Bắc, Việt Nam

Tạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh học - Tập 20, số 3/2015<br /> <br /> NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH SILOXANES MẠCH HỞ TỪ BỤI TRONG NHÀ<br /> TẠI MỘT SỐ TỈNH THÀNH PHÍA BẮC, VIỆT NAM<br /> Ngày đến Tòa soạn 16 – 6 - 2015<br /> Trần Mạnh Trí, Hoàng Quốc Anh, Lê Thị Minh Nguyệt,<br /> Nguyễn Thị Trang, Từ Bình Minh,<br /> Khoa Hóa học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN,<br /> 19 Lê Thánh Tông, Hoàn Kiếm, Hà Nội<br /> Kurunthachalam Kannan<br /> Wadsworth Center, New York State Department of Health, and Department of Environmental<br /> Health Sciences, School of Public Health, State University of New York at Albany, Empire<br /> State Plaza, P.O. Box 509, Albany, New York 12201-0509, United States<br /> SUMMARY<br /> STUDY ON DETERMINATION OF LINEAR SILOXANES IN INDOOR DUST<br /> FROM SEVERAL NORTHEARN CITIES, VIETNAM<br /> In this study, seven linear siloxanes were found in indoor dust collected from four northern<br /> cities of Vietnam during March-May, 2014. The total concentration of linear siloxanes in 46<br /> indoor dust samples ranged from not detected to 1830 ng/g (mean: 262 ng/g). The<br /> concentration of linear siloxanes in dust samples collected from homes is higher than other<br /> microenvironments such as laboratories, offices, and public places. Comparison between four<br /> surveyed cities, the dust samples collected from HaNoi contained the highest siloxane<br /> concentrations. Among 7 linear siloxanes, L8 was measured at the highest levels and more<br /> frequency (mean: 117 ng/g and frequency: 78,3%). Based on the measured concentrations,<br /> the human exposure to linear siloxanes through dust ingestion were estimated for various age<br /> groups. The exposure doses to linear siloxanes for infants, toddlers, chidren, teenagers, and<br /> adults were 0.983; 0.873; 0.409; 0.230, and 0.187 ng/kg/day, repestively.<br /> Key words: Linear siloxanes, indoor dust, polysiloxanes, human exposure<br /> 1. MỞ ĐẦU<br /> <br /> methylsiloxanes được sử dụng nhiều trong<br /> <br /> Silic hữu cơ là hợp chất chứa liên kết<br /> cacbon-silic. Trong số các hợp phần của<br /> <br /> công nghiệp và các sản phẩm chăm sóc cá<br /> nhân hơn cả.<br /> <br /> silic hữu cơ dùng trong thương mại,<br /> <br /> 185<br /> <br /> Dựa vào cấu trúc, methylsiloxanes được<br /> <br /> siloxanes mạch vòng (D3, D4, D5, D6 và<br /> <br /> chia thành siloxanes mạch vòng và mạch<br /> hở. Ngoài ra, methylsiloxanes còn được<br /> <br /> D7) lên tới 1060 ng/g (Trí và c.s., 2015).<br /> Tổng nồng độ của siloxanes (5 chất mạch<br /> <br /> phân chia theo phân tử khối thành<br /> polydimethyl<br /> siloxane<br /> (PDMS)<br /> và<br /> <br /> vòng và 15 chất mạch hở) trong mẫu bùn từ<br /> cặn xử lý nước thải tại Hàn Quốc lên tới<br /> <br /> siloxanes bay hơi (volatile methyl siloxanes<br /> VMSs).<br /> <br /> 45.7 µg/g (Lee và c.s., 2014). Nước thải và<br /> bùn sa lắng thu được từ Hy Lạp có chứa 17<br /> <br /> Siloxanes được sử dụng rộng rãi dựa vào<br /> những tính chất hóa lý đặc biệt của nó như:<br /> <br /> siloxanes với nồng độ trung bình tương ứng<br /> 20 µg/L and 75 mg/kg (Bletsou và c.s.,<br /> <br /> sức căng bề mặt thấp, độ ổn định nhiệt cao<br /> và có tính mềm dẻo tốt. Tổng nồng độ<br /> <br /> 2013). Tổng nồng độ các siloxanes mạch<br /> vòng và mạch hở tìm thấy trong không khí<br /> <br /> siloxanes lên tới vài phần trăm về khối<br /> lượng (cao tới 7.3% siloxanes mạch hở và<br /> <br /> trong nhà từ Italy và Vương Quốc Anh<br /> tương ứng 18-240 ng/m3 và 78-350 ng/m3<br /> <br /> 8.2% đối với siloxanes mạch vòng) đã được<br /> tìm thấy trong sản phẩm chăm sóc cá nhân<br /> <br /> (Pieri và c.s., 2013). Do đó, việc phân tích,<br /> quan trắc và đánh giá mức độ phơi nhiễm<br /> <br /> và vật dụng gia đình (Horii và Kannan,<br /> 2008; Wang và c.s., 2009). Một báo cáo<br /> <br /> của con người đối với các hợp chất này<br /> thực sự cần thiết và có ý nghĩa khoa học.<br /> <br /> khác đã ghi nhận tổng nồng độ của 8<br /> <br /> Tiếp theo báo cáo về các siloxanes mạch<br /> <br /> siloxanes mạch hở (L4-L14) trong dầu gội<br /> đầu và dưỡng tóc tại Trung Quốc lên tới<br /> <br /> vòng, trong nghiên cứu này 7 siloxanes<br /> mạch hở đã được xác định trong 46 mẫu<br /> <br /> 1,02 mg/g (Lu và c.s., 2011). Ngoài ra,<br /> siloxanes cũng được tìm thấy trong thiết bị<br /> <br /> bụi trong nhà thu thập từ các tỉnh thành<br /> phía Bắc Việt Nam bao gồm Hà Nội, Hà<br /> <br /> điện, sản phẩm chăm sóc sức khỏe, mỹ<br /> phẩm và đồ gia dụng (Environment<br /> <br /> Tĩnh, Hưng Yên và Thái Bình. Sự phơi<br /> nhiễm của các hóa chất này thông qua con<br /> <br /> Canada, 2011).<br /> Độc tính và tác hại của các siloxanes đối<br /> <br /> đường tiêu hóa bụi đã được ước lượng đối<br /> với trẻ sơ sinh, trẻ mẫu giáo, nhi đồng,<br /> <br /> với động vật trong phòng thí nghiệm đã<br /> được công bố trong nhiều báo cáo trước<br /> <br /> thiếu niên và người trưởng thành dựa trên<br /> tổng nồng độ trung bình của các siloxanes<br /> <br /> (Burns-Naas và c.s., 2002; McKim và c.s.,<br /> 2001; Meeks và c.s., 2007; Quinn và c.s.,<br /> <br /> mạch hở đo được từ bụi.<br /> 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP<br /> <br /> 2007a, b). Tuy nhiên, cho đến nay vẫn chưa<br /> có bằng chứng cụ thể nào về sự ảnh hưởng<br /> <br /> 2.1. Hóa chất và thiết bị<br /> Chất chuẩn Decamethyltetrasiloxane (L4)<br /> <br /> trực tiếp của các siloxanes đối với sức khỏe<br /> con người.<br /> <br /> và dodecamethylpentasiloxane (L5), độ tinh<br /> khiết >97% được mua từ Sigma-Aldrich (St.<br /> <br /> Sự xuất hiện của các siloxanes đã được tìm<br /> thấy trong nhiều môi trường khác nhau.<br /> <br /> Louis, MO, USA). Polydimethyl siloxane<br /> 200<br /> fluid<br /> có<br /> chứa<br /> <br /> Trong báo cáo trước của chúng tôi, lần đầu<br /> tiên siloxanes mạch vòng được xác định<br /> <br /> tetradecamethylhexasiloxane (L6) và các<br /> polydimethylsiloxane mạch thẳng L7, L8,<br /> <br /> trong bụi tại Việt Nam, tổng nồng độ của 5<br /> <br /> L9, L10 (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO,<br /> <br /> 186<br /> <br /> USA). Thành phần của các siloxanes mạch<br /> <br /> cách lắc mẫu với 5 mL hỗn hợp<br /> <br /> hở trong PDMS mẫu được xác định bằng<br /> thiết bị sắc kí khí với detector ion hóa ngọn<br /> <br /> dichloromethane (DMC) và hexane (3:1,<br /> v:v) trong 5 phút. Sau đó quay li tâm với<br /> <br /> lửa (GC/FID). Chất chuẩn nội tetrakis(trimethylsiloxane)-silane (M4Q) tinh khiết<br /> <br /> tốc độ 2000 vòng/phút trong 5 phút, phần<br /> dung dịch được chuyển sang một ống<br /> <br /> >97% (Sigma-Aldrich và Bristlecone<br /> Biosciences, Brea, CA, USA).<br /> <br /> nghiệm nhỏ 12 mL. Thực hiện việc chiết<br /> lặp lại thêm lần thứ hai với 3 mL hỗn hợp<br /> <br /> Phân tích sắc kí được thực hiện trên hệ<br /> thống sắc kí khí GC6890 kết nối khối phổ<br /> <br /> DCM:hexane (3:1) và lần ba với 3 mL<br /> hexane. Toàn bộ dich chiết được cô đuổi<br /> <br /> MS5973 của hãng Agilent Technologies.<br /> Cột tách sắc kí HP-5MS, 30 m X 0.25 mm<br /> <br /> dung môi bằng dòng N2 đến 1 mL và lọc<br /> dung dịch qua màng lọc kích thước lỗ 0,2<br /> <br /> i.d. X 0.25 µm. Khí mang Heli tinh khiết<br /> 99.99%. Nhiệt độ injector: 2500C. Chương<br /> <br /> µm, rồi tiến hành phân tích sắc kí.<br /> <br /> 0<br /> <br /> 2.4. Kiểm chứng và đánh giá phương<br /> <br /> trình nhiệt độ buồng cột: từ 40 C (giữ 2<br /> phút) tăng lên 2200C với tốc độ 200C/phút,<br /> <br /> pháp<br /> Sự nhiễm bẩn siloxanes có thể xuất hiện từ<br /> <br /> tăng tiếp lên 2800C với tốc độ 50C/phút (giữ<br /> 10 phút). Cuối cùng tăng lên 3000C với tốc<br /> <br /> chính các dụng cụ thí nghiệm (Horii và<br /> Kannan, 2008; Wang và c.s., 2009, Trí và<br /> <br /> độ cao nhất của lò cột và giữ trong 5 phút.<br /> <br /> c.s., 2015). Chính vì vậy, nỗ lực của chúng<br /> <br /> Detector MS được đo ở chế độ SIM; ion m/z<br /> 281 dùng để định lượng L5 và m/z 147 dùng<br /> <br /> tôi là hạn chế đến mức thấp nhất sự có mặt<br /> của siloxanes trong quy trình phân tích<br /> <br /> để định lượng các siloxanes mạch hở còn lại.<br /> <br /> bằng cách: tất cả các dụng cụ thủy tinh<br /> được nung ở 4500C trong 20 giờ, sau đó giữ<br /> <br /> 2.2. Thu mẫu<br /> Mẫu bụi được thu tại 4 tỉnh thành bao gồm<br /> Hà Nội, Hà Tĩnh, Hưng Yên và Thái Bình<br /> <br /> ở 1000C cho đến khi sử dụng; dung môi<br /> được dùng trực tiếp từ chai; các ống<br /> <br /> trong khoảng tháng ba đến tháng năm,<br /> 2014. 46 mẫu được chia thành các nhóm:<br /> <br /> nghiệm được đậy nắp bằng giấy nhôm.<br /> Đường chuẩn được lập với khoảng nồng độ<br /> <br /> hộ gia đình (HGĐ, n=16), văn phòng (VP,<br /> n=6), phòng thí nghiệm (PTN, n=7) và địa<br /> <br /> 0,5 ng/mL đến 500 ng/mL cho mỗi siloxane<br /> (R2 >0.996). Giới hạn định lượng của<br /> <br /> điểm công cộng (bao gồm cửa hàng điện tử,<br /> thuốc tân dược và siêu thị) (ĐĐCC, n=17).<br /> <br /> phương pháp là 1,5 ng/g đối với L4-L9; 4,0<br /> ng/g đối với L10.<br /> <br /> Mẫu được thu bằng cách quét trực tiếp nền<br /> nhà hoặc bằng máy hút bụi và được bảo<br /> <br /> 100 ng các chất chuẩn nội M4Q được thêm<br /> vào mẫu trắng và tiến hành phân tích theo<br /> <br /> quản ở 40C đến khi phân tích.<br /> <br /> quy trình. Kết quả xác định độ thu hồi trung<br /> bình của M4Q trong khoảng 77,5 đến 111%<br /> <br /> 2.3. Chuẩn bị mẫu<br /> Trước khi chiết tách, mẫu bụi được sàng<br /> với kích thước lỗ 150 µm. 100 ng chất<br /> chuẩn nội M4Q được thêm vào 100-200 mg<br /> mẫu bụi, sau đó để ổn định ở nhiệt độ<br /> <br /> (RSD: 12,6%). Độ thu hồi của các chất<br /> siloxanes trong phương pháp thêm chuẩn là<br /> 67,2 đến 117% (RSD: 9,7%).<br /> 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN<br /> <br /> phòng trong 30 phút. Tiến hành chiết bằng<br /> <br /> 187<br /> <br /> 3.1. Tổng nồng độ siloxanes mạch hở<br /> trong bụi trong nhà<br /> Trong nghiên cứu này, 7 siloxanes mạch hở<br /> (L4-L10) đã được tìm thấy trong mẫu bụi<br /> thu từ bốn tỉnh thành của Việt Nam. Tổng<br /> nồng độ của 7 siloxanes mạch hở trong 46<br /> mẫu bụi từ dưới giới hạn phát hiện đến<br /> 1830 ng/g, trung bình 262 ng/g. Kết quả<br /> này cao hơn so với tổng nồng độ 5<br /> siloxanes mạch vòng (153 ng/g) phân tích<br /> được cũng trong mẫu bụi này đã được công<br /> bố trong báo cáo trước (Trí và c.s., 2015).<br /> Nồng độ tổng siloxanes mạch hở trong mẫu<br /> bụi thu được ở Việt Nam thấp hơn so với<br /> mẫu bụi thu được tại Trung Quốc trong một<br /> báo cáo trước, tổng nồng độ của 11<br /> siloxanes mạch hở (L4-L14) khoảng 242<br /> đến 1440 ng/g (Lu và c.s., 2010). Nhìn<br /> chung nồng độ tổng siloxanes trong mẫu<br /> bụi trong nhà thu được ở Việt Nam thấp<br /> hơn so với các nước khác trên thế giới như<br /> Hy Lạp, Hoa Kỳ, Nhật Bản và Hàn Quốc<br /> (Trí và c.s., 2015).<br /> <br /> Hình 1: Tổng nồng độ siloxanes trong mẫu<br /> bụi (ng/g) thu được theo các vi môi trường<br /> khác nhau: HGĐ (n=16), PTN (n=7), VP<br /> (n=6) và ĐĐCC (n=17)<br /> <br /> 188<br /> <br /> Phân chia mẫu theo vi môi trường<br /> (microenvironment),<br /> tổng<br /> nồng độ<br /> siloxanes mạch hở tìm thấy trong mẫu bụi<br /> thu được từ hộ gia đình có giá trị cao nhất,<br /> khoảng 10,5 đến 1830 ng/g (trung bình:<br /> 399 ng/g) (hình 1). Tiếp theo là mẫu bụi thu<br /> từ các địa điểm công cộng (chợ, cửa hàng<br /> thuốc, cửa hàng điện tử) (trung bình: 202<br /> ng/g), phòng thí nghiệm (181 ng/g) và văn<br /> phòng (159 ng/g). Điều này có thể giải<br /> thích do nồng độ cao của siloxanes trong<br /> các sản phẩm chăm sóc cá nhân, lên tới vài<br /> phần trăm về khối lượng (Horri và Kannan,<br /> 2008; Wang và c.s., 2009). Các sản phẩm<br /> chăm sóc cá nhân và vật dụng gia đình<br /> được biết đến như nguồn phát thải chính<br /> các hợp chất siloxanes ra môi trường trong<br /> nhà.<br /> Trong số bốn tỉnh thành nghiên cứu, mẫu<br /> bụi thu được ở Hà Nội có tổng nồng độ<br /> siloxanes mạch hở cao nhất, trung bình 388<br /> ng/g (khoảng 10,5 đến 1830 ng/g). 3 tỉnh<br /> thành còn lại, tổng nồng độ siloxanes mạch<br /> hở trong mẫu bụi chênh lệch nhau không<br /> nhiều, giá trị trung bình lần lượt 184, 182<br /> và 175 ng/g đối với Hà Tĩnh, Hưng Yên và<br /> Thái Bình (hình 2). Kết quả này có một sự<br /> liên hệ tương đối với số dân sống tại các<br /> thành phố khác nhau, Hà Nội (2,6 triệu),<br /> Thái Bình (1,8 triệu), Hà Tĩnh (1.3 triệu) và<br /> Hưng<br /> Yên<br /> (1,1<br /> triệu)<br /> (Vietnam<br /> Government, General Statistics Office,<br /> 2013), tương ứng với mức độ tiêu thụ các<br /> sản phẩm chăm sóc các nhân và các vật<br /> dụng gia đình (được coi như nguồn phát<br /> thải chính siloxanes ra môi trường) lớn hơn.<br /> Sự phát thải siloxanes vào bụi trong nhà<br /> liên quan trực tiếp đến thành phần siloxanes<br /> có trong các sản phẩm chăm sóc cá nhân và<br /> vật dụng gia đình, cũng như thói quen tiêu<br /> thụ sản phẩm này là khác nhau giữa người<br /> dân sinh sống ở các thành phố.<br /> <br /> Hình 2: Tổng nồng độ siloxanes trong mẫu<br /> bụi (ng/g) thu được từ các tỉnh thành khác<br /> nhau: Hà Nội (n=18), Hà Tĩnh (n=12),<br /> Hưng Yên (n=8) và Thái Bình (n=8)<br /> 3.2. Thành phần siloxane trong bụi.<br /> Đối với siloxanes mạch hở, L8 được tìm<br /> thấy trong mẫu bụi với nồng độ lên tới<br /> 1610 ng/g (trung bình: 117 ng/g), với tần<br /> suất tìm thấy cao nhất (36 trên 46 mẫu,<br /> chiếm 78,3%). Tiếp theo L10, L9, L7 và L6<br /> có nồng độ trung bình giảm dần tương ứng<br /> 45,8; 43,3; 24,5 và 14,3 ng/g. L4 và L5<br /> được tìm thấy với tần suất và nồng độ thấp<br /> hơn. Kết quả chi tiết được chỉ ra như ở hình<br /> 3. Sự khác biệt này có thể giải thích bởi các<br /> polysiloxanes mạch hở với độ dài mạch<br /> trung bình như L8, L9, L10 được sử dùng<br /> nhiều hơn trong các sản phẩm chăm sóc cá<br /> <br /> Hình 3: Thành phần của các siloxanes<br /> mạch hở tìm thấy trong mẫu bụi thu được ở<br /> các vi môi trường khác nhau<br /> <br /> 3.3 Ước lượng mức độ phơi nhiễm siloxanes<br /> qua đường tiêu hóa bụi trong nhà<br /> Đã có một số nghiên cứu về mức độ phơi<br /> nhiễm của siloxanes qua con đường hấp thụ<br /> qua da từ các sản phẩm chăm sóc cá nhân<br /> (Horii và Kannan, 2008; Jovanovic và c.s.,<br /> 2008; Lu và c.s., 2011) và qua đường hít<br /> thở không khí (Piere và c.s., 2013).<br /> Công thức ước lượng mức độ phơi nhiễm<br /> của các hợp chất nguy hại từ bụi trong nhà<br /> qua con đường tiêu hóa đã được công bố<br /> trong những nghiên cứu trước (Lu và c.s.,<br /> 2010; Guo và Kannan, 2011, Trí và c.s.,<br /> 2015). Mức độ phơi nhiễm siloxanes được<br /> ước lượng dựa theo công thức (*).<br /> (*)<br /> <br /> nhân và đồ dùng gia đình (Horri và<br /> Kannan, 2008). Các siloxanes mạch ngắn<br /> <br /> Trong đó, DI (daily intakes): mức độ hấp<br /> <br /> như L4 và L5 có nhiệt độ sôi thấp nên dễ<br /> bay hơi hơn và chúng tồn tại ở pha khí<br /> <br /> thu trung bình (ng/kg/ngày); C: nồng độ<br /> chất tìm thấy trong mẫu bụi (ng.g-1); f: tốc<br /> <br /> nhiều hơn. Thực tế, một số nghiên cứu<br /> trước đã tìm thấy các siloxanes mạch dài<br /> <br /> độ hấp thụ bụi trong nhà qua con đường<br /> tiêu hóa trung bình (g/ngày); M: khối lượng<br /> <br /> hơn hơn như L11, L12, L13 và L14 trong<br /> mẫu bụi (Lu và c.s., 2010, Trí và c.s.,<br /> <br /> cơ thể (kg). Theo tổ chức bảo vệ môi<br /> trường của Hoa Kỳ (U.S.EPA, 2008) công<br /> <br /> 2015).<br /> <br /> bố, tốc độ hấp thu bụi trung bình của trẻ<br /> nhỏ hơn 1 tuổi (trẻ sơ sinh) được ước lượng<br /> <br /> 189<br /> <br />